超声清洗与激光预处理对减反膜阈值的影响

 研究了超声清洗和激光预处理两种后处理手段对减反膜的损伤特性的影响。采用电子束蒸发技术制备了1 064 nm减反膜，利用超声清洗及激光预处理的方法分别对样品进行处理，并对处理前后的样品分别进行激光损伤阈值测试及破斑深度测量。结果表明：处理后减反膜的损伤阈值均有所提升，但激光预处理的阈值增强效果更加明显；超声清洗前后的破斑深度没有大的变化，而激光预处理后的破斑深度比处理前浅得多；原因在于超声清洗只能去除表面杂质，激光预处理可减少和抑制膜层内较深处的缺陷。     

光学膜层激光预处理过程研究

 光学元件经过激光预处理后，其抗激光破坏能力最大提高2倍以上，系统研究激光预处理机理和工艺，能安全可靠地提高光学元件损伤阈值，提升高功率激光系统的能量密度。研究了几种sol gel膜、PVD膜在预处理前后膜层表面的变化（损伤形貌）以及损伤阈值的增幅，发现预处理过程膜层仍然发生了一定程度的轻微损伤，这种损伤和膜层本身缺陷、激光参数密切相关，预处理过程可逐步消除膜层缺陷。     

单脉冲飞秒脉冲激光对单层和高反光学薄膜的损伤

用电子束蒸发的方法在BK7玻璃上制备了ZrO2单层膜和ZrO2/SiO2高反膜,利用掺Ti:sapphire飞秒激光系统输出的中心波长为800 nm,脉宽为50 fs的激光脉冲对这两种样品进行了激光损伤阈值测试.实验结果表明,ZrO2单层膜的阈值比ZrO2/SiO2高反膜的高;这与传统的纳秒脉冲激光的损伤情况相反.利用光离化和碰撞离化激发电子到导带,形成电子等离子体基本模型并对此现象进行了解释.同时,用显微镜对样品的损伤形貌进行了观测,对损伤的特点进行了表征.     

氧化物薄膜抗1064nm脉冲激光损伤的特性研究

对向种氧化物介质膜料的单层膜、增透膜及高反膜的激光损伤特性进行了实验研究,分别测试了单脉冲和多脉冲１０６４ｎｍ激光的损伤阈值,分析和讨论了实验的物理现象及其结果。研究表明ＳｉＯ２、Ｇｄ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３具有激光损伤阈值高、损伤程度轻的特点,特别对１０Ｈｚ激光而言,更是明显;增透膜及高反膜加λ／２层ＳｉＯ２对其激光损伤程度和损伤几率。     

氦氖激光对链霉菌原生质体种间融合频率的影响

采用双亲灭活原生质体融合技术对金霉素链霉菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓａｕｒｅｏｆａｃｉｅｎｓ）和龟裂链霉菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｒｉｍｏｕｓ）种间原生质体融合进行了研究，分别利用聚乙二醇（ＰＥＧ）、ＨｅＮｅ激光以及ＰＥＧ与ＨｅＮｅ激光混合诱导融合，结果表明：ＰＥＧ及激光的双重诱导作用，使链霉菌原生质体种间融合频率得到显著提高．通过同工酶谱分析对融合子进行了初步鉴定．     

减反膜的梯度化与激光损伤阈值之间的关系研究

光学减反膜是激光系统的重要组成部分，也是在激光照射下最容易发生损伤的部分，如何提高减反膜的激光损伤阈值是研究的热点之一。在保持目标透射光谱要求和膜系总光学厚度不变的前提下，研究了不同梯度化减反膜与激光损伤阈值之间的关系。首先采用混合渐变膜系设计方法设计了一种渐变减反膜系，G/H₁→H/L/A；其次通过渐变折射率分层等效方法将渐变减反膜系进行不同的梯度化，并利用PECVD技术，在K9玻璃上沉积了满足光学性能指标要求的不同渐变减反膜系(多层梯度渐变膜系和相应的坡度渐变膜系)；最后进行了激光损伤阈值(LIDT)测量。研究结果表明:在保持目标透射光谱要求和膜系总光学厚度不变的前提下，渐变减反膜系相比于传统减反膜系，抗激光损伤阈值有明显的提高；随着梯度化层数的增加，渐变减反膜系的激光损伤阈值呈减小的趋势；对于相同膜层的渐变折射率薄膜，采用坡度法制备的样片抗激光损伤阈值均优于采用梯度化制备的样片。     

MgF2晶体的激光损伤与加固研究

报道了ＭｇＦ２晶体１．０６μｍ激光损伤阈值和损伤形貌。研究了用ＣＯ２、ＸｅＣｌ和Ｃｕ蒸气三种不同的激光对ＭｇＦ２进行激光预辐照加固和酸腐蚀加固。结果表明，Ｃｕ蒸气激光加固效果最佳，蕨是酸腐蚀和ＸｅＣｌ激光预辐照，并对加固机理进行了分析。     

HfO_2/SiO_2高反膜、增透膜及偏振膜的1064nm激光损伤特性

高反膜、增透膜和偏振膜是Nd∶YAG激光器中的关键薄膜元件 ,其抗激光损伤能力直接影响到激光器的输出能量和功率。由于优异的物理化学性能 ,高功率Nd∶YAG激光器的光学薄膜一般采用HfO2 /SiO2 膜料组合镀制 ,因而用此膜料镀制的光学薄膜的激光损伤特性是薄膜工作者重点关注的问题。对光学中心APS15 0 4镀膜机镀制的HfO2 /SiO2 高反膜、增透膜和偏振膜等开展了 10 64nm的激光损伤实验研究 ,用 2 0 0倍的Normaski显微镜详细分析了高反 ,增透和偏振膜的激光损伤图貌 ,发现对于脉宽为 10ns波长的 10 64nm的激光而言 ,高反膜基本表现为孔洞和等离子体烧蚀疤痕 ,孔洞是由薄膜中的节瘤 (nodular)缺陷的激光损伤引起的 ,损伤的能流密度较低 ,为薄膜的零损伤阈值密度。疤痕为薄膜的激光等离子体烧伤引起的 ,尺寸大小与激光能量密度成近似正比。增透膜一般为双面镀 ,分前后膜堆两种情况 ,前膜堆表现为孔洞和疤痕 ,与高反膜相似 ;后膜堆为孔洞型的小圆麻点聚积 ,麻点处的薄膜完全剥落 ,没有疤痕等烧伤痕迹 ,是激光在基片之间形成的驻波电场损毁 ,损伤阈值比前膜堆低 1 5倍 ,决定着增透膜的损伤阈值。偏振膜的低能量密度损伤与增透膜后膜堆相似 ,表现为孔洞型小麻点聚积 ,损伤处未见疤痕等烧蚀痕迹。对薄膜小尺度损?     

高反射光学薄膜激光损伤研究进展

激光诱导损伤阈值是大功率光学系统中重要参数,其数值大小对激光系统的输出功率与稳定性具有重要影响。为了突破损伤阈值对激光光学系统输出功率的限制,科研人员主要从制备薄膜工艺、激光特性、薄膜特性以及薄膜后工艺等方面开展研究。本文介绍了高反膜理论、制备工艺;综述了近十年来国内外对高反膜损伤研究的成果;阐述了激光特性、薄膜特性以及薄膜后工艺对薄膜损伤阈值的影响。在此基础上,对提高高反膜损伤阈值的研究和发展趋势进行了分析与展望。     

激光预处理对光学元件膜层性能的影响

 激光预处理是使膜层提高损伤阈值的一种有效手段，现在流行的激光预处理机理模型之一是缺陷消除模型。实验从对元件膜层激光预处理前后各项参数的对比出发，分析了激光预处理对膜层的影响，说明了光学元件膜层激光预处理的过程，是对膜层去除缺陷、固化、洁净的过程。     

镶嵌型纳米锗的制备新方法及其光致发光研究

报道了通过热氧化氢化非晶锗硅薄膜和氢化非晶硅／氢化非晶锗多层膜以制备镶嵌于二氧化硅中纳米锗材料的新方法。研究结果表明：在经过氧化处理后,薄腊在的Ｓｉ与Ｏ结合形成氧化硅同时单晶Ｇｅ被析出形成了镶嵌型的纳米Ｇｅ颗粒;在Ａｒ＾＋激光（４８８ｎｍ）的激发下,观察到了室温下的光致民光现象。发光峰中心位于２．２ｅＶ。由多层腊制备出的样吕其发光强度相对加强,且半高宽也显著变窄,表明利用多层膜可较好地控制尺寸分布     

激光制备类金刚石膜技术研究

现有技术制备的类金刚石(DLC)膜由于含氢、硬度低、内应力大、附着力差等特点,严重限制了其光学工程应用.激光法是近年发展的一种制备DLC膜的新方法,相比其他制备方法具有诸多优点.综合分析了激光制备DLC膜过程中,激光波长、脉宽、功率密度、衬底温度和偏压等因素对薄膜质量的影响规律.采用氧气氛辅助沉积、元素掺杂和双波长激光...     

碳化硼薄膜的激光法制备及性能

采用KrF准分子激光器,在Si,Ge光学衬底上制备了碳化硼薄膜,研究了不同激光能量、靶材与衬底距离、衬底负偏压等条件对薄膜性能的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和纳米压痕仪,并依据光学薄膜测试的通用标准,对样品的光学透过率、纳米硬度及膜层与衬底的结合性能进行了测试。结果表明:Si,Ge衬底单面镀碳化硼薄膜后最高透过率提高10%以上,纳米硬度提高到未镀膜的3倍以上,且膜层与衬底有较好的结合性能,表明制备的碳化硼薄膜可对光学材料起到较好的增透保护作用。     

VO2光学薄膜的脉冲激光损伤特性测试

为评价VO2光学薄膜在光电器件中的工作可靠性,搭建了可输出连续渐变激光能量密度的脉冲激光照射实验平台,运用1对1与s对12种激光损伤测试手段进行激光辐射照射实验,采用线性外推法和测量计算法2种方法对实验结果进行了处理并得出VO2薄膜在重复频率10 kHz、中心波长532 nm、脉冲宽度15 ps脉冲激光辐射下的损伤特性。结果表明:VO2薄膜损伤几率与脉冲激光的单脉冲能量密度呈线性关系,重复辐射的激光脉冲对VO2薄膜造成的损伤具有积累效应,且重复辐射的激光脉冲次数越多损伤积累效果越明显。     

Carrier storage in Ge nanoparticles produced by pulsed laser deposition

In this work, we report on the electrical characterization of Ge nanoparticles (NPs) produced by pulsed laser deposition (PLD) at room temperature (RT) in Ar gas inert atmosphere using a shadowed off‐axis deposition geometry. Our results show that functional thin films of crystalline Ge NPs embedded between thin alumina films can be obtained on p‐type Si(100) substrates following a low temperature and short rapid thermal annealing (RTA) treatment. Metal–oxide–semiconductor (MOS) structures with and without Ge NPs embedded in the alumina were prepared for the electrical measurements. The results indicate a strong memory effect at relatively low programming voltages (±4 V) due to the presence of Ge NPs. (© 2012 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

A comparative study of electroluminescence from Ge／SiO2 and Si／SiO2 films

Ge/SiO_2 and Si/SiO_2 films were deposited using the two-target alternation magnetron sputtering technique. The Au/Ge/SiO_2/p-Si and Au/Si/SiO_2/p-Si structures were fabricated and their electroluminescence (EL) characteristics were comparatively studied. Both Au/Ge/SiO_2/p-Si and Au/Si/SiO_2/p-Si structures have rectifying property. All the EL spectra from the two types of the structure have peak positions around 650－660 nm. The EL mechanisms of the structures are discussed.     

Sphere-shaped SiGe micro/nanostructures with tunable Ge composition and size formed by laser irradiation

SiGe spheres with different diameters are successfully fabricated on a virtual SiGe template using a laser irradiation method. The results from scanning electron microscopy and micro-Raman spectroscopy reveal that the diameter and Ge composition of the SiGe spheres can be well controlled by adjusting the laser energy density. In addition, the transmission electron microscopy results show that Ge composition inside the Si Ge spheres is almost uniform in a well-defined, nearly spherical outline. As a convenient method to prepare sphere-shaped SiGe micro/nanostructures with tunable Ge composition and size, this technique is expected to be useful for Si Ge-based material growth and micro/optoelectronic device fabrication.     

ArF laser surface modification of polyethersulfone film: Effect of laser fluence in improving surface biocompatibility

ArF laser treatment of polyethersulfone (PES) films was performed to improve biocompatibility of surfaces. For this purpose, the threshold fluence for laser ablation of PES was obtained from experimental measurements and then samples were irradiated at 2 separate ranges of fluences, i.e. below and above the ablation threshold. In order to investigate the physico-chemical changes, the modified surfaces were characterized by attenuated total reflectance (ATR) infrared spectroscopy and contact-angle measurements. The biocompatibility of the treated samples in comparison to those untreated was examined in vitro using a platelet adhesion test. The number of adhered platelets was obtained using the lactate dehydrogenase (LDH) method. For surfaces irradiated below the ablation threshold, a high reduction in the number of the adhered platelets was observed; while this number increased in samples treated at the fluence above the ablation threshold. The change in platelet adhesion was attributed to the change in chemistry and roughness of the irradiated surfaces.     

Abstracts

Abstract

Isothermal annealing of amorphous Si and Ge has been performed by picosecond pulsed laser irradiation of free-standing films. It is found that the laser induced nucleation rate is about 10²¹-5.10²² cm^?3 s^?1 (Si) and 10²³-10²⁵ cm^?3 s^?1 (Ge) near the melting point. Arrhenius plots of the nucleation rate show that nucleation is thermally activated with an activation energy of about ΔE = 1.8 ± 0.1 eV (Ge) and ΔE = 2.47 ± 0.15 eV (Si).     

1 064 nm激光对氧化铟锡薄膜的损伤研究

 液晶光学器件在激光光束精密控制上具有重要应用前景,氧化铟锡（ITO）薄膜作为液晶光学器件的透明导电电极,是液晶器件激光损伤的薄弱环节。为此,建立了ITO薄膜激光热损伤物理模型。理论计算结果表明：1 064 nm激光对ITO薄膜的损伤主要为热应力损伤;连续激光辐照下,薄膜损伤始于靠近界面的玻璃基底内;脉冲激光辐照下,温升主要发生在光斑范围内的膜层,薄膜损伤从表面开始。利用泵浦探测技术,研究了ITO薄膜的损伤情况,测量了不同功率密度激光辐照后薄膜的方块电阻,结合1-on-1法测定了ITO薄膜的50%损伤几率阈值。实验结果表明：薄膜越厚,方块电阻越小,激光损伤阈值越低;薄膜未完全损伤前,方块电阻随激光功率密度的增加而增大。理论计算与实验结果吻合较好。设计液晶光学器件中的ITO薄膜电极厚度时,应综合考虑激光损伤、透光率及薄膜电阻的影响。